物理滑轮组的省力问题的专项培优易错试卷练习题(含答案)

1、一、初中物理滑轮组的省力问题1 用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率g 物的关系，改变g 物，竖直向与物重上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出与 g 物 的关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（）a同一滑轮组的机械效率随 g 物 的增大而增大，最后等于100%b此滑轮组动滑轮的重力为5nc当 g 物 =15n 时，滑轮组机械效率为=75%d g 物 不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组的机械效率仍不改变【答案】 d【解析】【分析】【详解】a使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重、摩擦和绳子重做额外功，所以总功一定大于有用功，机械效率一定小于1，即同一滑轮组的机械效

2、率随 g 物 的增大而增大，但最终不能等于100%，故 a 错误；b由图可知，g 物=12n，此时 =80%，则g物 hfs且有80%nfg物g动snh代入可得g物12n80%g物g动12ng动故滑轮组动滑轮的重力为g动3n故 b 错误；c当 g 物 =15n 时，滑轮组机械效率为g物15n83%g物g动15n3n故 c 错误；d g 物 不变，改变图甲中的绕绳方式，如图所示因为此图与题干中甲图将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同；忽略绳重及摩擦时，额外功相同，所以总功相同，滑轮组的机械效率仍不改变，故故选 d。d 正确。2 如图所示，分别利用甲、乙两滑轮匀速提起两个相同的重物（

3、不计滑轮重力及摩擦），其中甲装罝为 _滑轮，它的优点是可以_，若相同时间内，拉力f1、 f2 做相同的功，则拉力f1、 f2 做功时的功率p1_ p2，重物被竖直提升的高度h 甲 _h 乙 （最后两空均选填“小于”、“等于”或“大于”）【答案】定可以改变用力的方向等于等于【解析】【分析】【详解】1 由图示可知，甲是定滑轮；2 甲装置中物体向上运动，拉力的方向是向下，所以甲滑轮可以改变用力方向；3 相同时间内，拉力12做相同的功，根据w可知，拉力 f12做功时的功率1等f 、 fp=、fpt于 p2 ；4 用滑轮甲、乙匀速提升两个相同的重物（不计滑轮重力及摩擦），它们都是克服物体的重力做功，即w

4、=gh，因为拉力f1、 f2 做的功相同，所以重物被竖直提升的高度相同，h 甲等于 h 乙 3 用一个动滑轮将重为8n 的物体匀速提高1m，所用竖直向上的拉力为5n，则动滑轮的机械效率为 _%；用此动滑轮将重为18n 物体也提高1m 时，所做的总功是_j。（不计绳重和摩擦）【答案】 8020【解析】【分析】使用动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，绳子末端移动的距离s=2h，有用功就是将物体提升对物体做的功（ w有 gh ），拉力 f 做的功为总功（ w总 fs ），再利用机械效率的公式求出动滑轮的机械效率；根据 w总 w有 w额 求出额外功，不计绳重和摩擦，使用动滑轮做的额外功就是提升动滑轮做的

5、功w额g轮 h ，知道提升的高度，可以求出动滑轮1重；再利用fg轮g物求拉力大小，知道s=2h，利用功的公式求拉力做的功（总n功）大小，根据wgh 求出有用功，利用效率公式求出此时滑轮组的机械效率。【详解】1 使用动滑轮时，承担物重的绳子股数n=2，物体被提升的高度h=1m，拉力移动距离snh2 1m2m有用功为w有gh8n1m8j拉力做的总功为w总fs5n2m10j滑轮组的机械效率w有100%8j100%80%w总10j2 根据 w总 w有 w额 可知，额外功为w额w总w有10j8j2j不计绳重和摩擦，根据w额g轮 h 可知，动滑轮的重力g动w额2j2nh1m不计绳重和摩擦，则有f1g动g物

6、2n18n10n2拉力做的总功w总f s10n2m20j4 用如图所示的滑轮组，将重为16 n的物体以0.2 m/s的速度匀速提升，滑轮组的机械效率为80%，若不计绳重及摩擦，拉力f 为 _n，拉力的功率为_w，动滑轮的重力为_n【答案】 1044【解析】【分析】【详解】（1）由图知， n=2，则拉力端移动的距离s=2h，滑轮组的机械效率：w有用ghghgw总fsf 2h2f则拉力g16n10nf280%2（2）拉力端移动的速度v=2v 物=20.2m/s=0 . 4m/s ，拉力做功功率 :p=fv=10n0.4m/s=4w ；（3）不计绳重及摩擦，拉力f 1 g g动2动滑轮重力：g 动=

7、2f g=210n16n=4n 5 如图所示，在水平拉力f 的作用下，重为300 n的物体恰能在水平桌面上以0.lm/s的速度做匀速直线运动，此时物体与桌面的摩擦力大小为60n（不计绳重、动滑轮重及摩擦），则拉力f=_n及其功率p=_w 。【答案】 206【解析】【详解】1 由图可知，与动滑轮相连的绳子段数为3，不计绳重、动滑轮重及摩擦，则绳端的拉力：f= 1 f= 1 60n=20n ；332 绳子自由端移动的速度为：v 绳 =3v 物 =30.1m/s=0.3m/s ；则拉力 f 的功率为：p=fv 绳=20n 0.3m/s=6w 。6 如图所示的滑轮组，拉一重100n 的物体 mf=20

8、n，绳子拉出了6m ，则物体受到的摩擦力为在水平地面上做匀速直线运动，如果拉力_n，物体前进了_m ，弹簧测力计的示数为_n。（不计滑轮重、绳重和摩擦）【答案】 60240【解析】【详解】1 由图可知：滑轮组上绳子的有效股数n=3，所以物体m 与地面间的摩擦力f=nf=3 20n=60n物体受到的摩擦力为60n。2 物体移动的距离s物1 s绳 =3136m=2m物体前进了2m 。3 弹簧测力计与定滑轮相连，定滑轮上有两股绳子，因此弹簧测力计的示数为f 弹 2f20n 2 40n弹簧测力计的示数为40n。7 如图所示，某人通过滑轮组将深井中的物体拉至井口.己知物体在10s 内被提升了2m，物体所

9、受重力 720n，人对绳子水平向右的拉力300n.(不计绳重及摩擦) 求：(1)人做的有用功w有用 ;(2)动滑轮的重力g动 ;(3)人拉起货物时的机械效率.【答案】 (1) 1440j； (2) 180n； (3) 80%。【解析】【详解】(1)物体所受重力720n，被提升了 2m，则人做的有用功为：w有用 =gh=720n 2m=1440j；(2)由图可知，滑轮组的有效绳子段数为g +g动，则动滑轮的重力为：n=3，根据 f=ng动 =nf-g=3 300n-720n=180n；(3)根据= w有用 = gh = gh = g ，w总 fs fnh fn人拉起货物时的机械效率为：g720n

10、=80%。fn300n 3答： (1)人做的有用功为1440j；(2)动滑轮的重力为180n；(3)人拉起货物时的机械效率为80%。8 工人利用图甲所示的滑轮组将重为400n 的物体向上匀速提起2m，所用拉力为250n（ 1）求滑轮组的机械效率； _（ 2）如果要用这个滑轮组达到更省力的效果，绳子应该怎样绕，请在图乙中画出绳子的绕法； _（ 3）用甲乙两个滑轮组把同一物体提升同样高度，不计绳重和摩擦，机械效率的关系是 甲 _ 乙（选填“”，“ =”， “”）【答案】 80%；=【解析】【详解】（1）由图甲可知，滑轮组承担重物和动滑轮重的绳子的股数n=2，则拉力端移动距离s=2h=2 2m=4m

11、，工人做的有用功：w 有用 =gh=400n2m=800j ，工人做的总功：w 总=fs=250n4m=1000j，滑轮组的机械效率： w有用100%800j100%80% ；w总1000j（ 2）如果要用这个滑轮组达到更省力的效果，绳子应从动滑轮上面的挂钩开始绕起，依次绕过上面的定滑轮和下面的动滑轮，如图所示：（ 3）用甲乙两个滑轮组把同一物体提升同样高度，做的有用功相同；不计绳重和摩擦，做的额外功是提升动滑轮做的功，由题意可知，动滑轮的重力相同，提升动滑轮的高度也相同，由 w=gh 可知做的额外功相同；因为w 总=w 有用 +w 额 ，所以做的总功相同，由w 有用 100%可知两个滑轮组的

12、机械效率相同，即甲 =乙 w总9(1)如图甲所示，图中的装置相当于一个_(填一种简单机械的名称)(2)如图乙所示，使用此简单机械的主要目的是_(3)如图丙所示，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系一个钩码，就做成了能自动回头的 “魔罐 ”，当将 ”魔罐 “在水平地面上滚出后，还能自动滚回来，这说明_【答案】滑轮组省力机械能之间可以相互转化【解析】【详解】(1)1 由图甲可知，绳子和木棍组合在一起，起到滑轮组的作用，用较小的力就可以使作用有较大力的两根木棍靠拢，说明使用该滑轮组可以省力；(2)2 图乙是过盘山公路，盘山公路相当于斜面，山高一定，盘山公路相当于增大了斜面长度，因为在斜面高一

13、定时，斜面越长越省力，所以人们修建盘山公路的目的是为了省力；(3)3 魔罐在开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能，当动能为零时，弹性势能最大，魔罐开始向回滚动，在魔罐滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小，罐子动能增大，弹性势能转化为动能。魔罐来回滚动，说明了机械能是可以相互转化的。10 用如图所示的滑轮组吊装100 袋大米，每袋大米的质量是力为 1200n，不计滑轮以及绳重，不计轮、轴间摩擦，g 取50kg，绳子能承受的最大拉10n/kg，则至少需要吊运的次数是（）a9 次b 10 次c 11 次d 12 次【答案】 d【解析】【详解】由题意及图知吊起重物的绳子股

14、数为n=4，最大拉力 f 1200n，一次能吊起的大米重力为：g14f4 1200n 4800n ，一次能吊起的大米质量为：m1g4800ng480kg ，10n/kg因为每袋大米的质量是50kg，故一次能吊起的大米袋数为：n1480kg9.6袋 ，50kg / 袋由题意知一次能吊起9 袋大米，即n1 9 ，则至少需要吊运的次数是：100袋n11.1次 ，9袋 / 次至少需要吊运12 次。故选d。11 如图所示，重 300n 的物体在 20n 的水平拉力 f 的作用下，以 0.2m/s 的速度沿水平地面向左匀速直线运动了 10s，滑轮组的机械效率为 80%，则在此过程中下列说法正确的是（）a绳

15、子自由端移动的距离为2mb物体与地面间的滑动摩擦力为48nc拉力 f 的功率为 4wd有用功为120j【答案】 b【解析】【分析】【详解】a由图知n 3，则绳子自由端移动的距离s 绳 3s 物 3v 物 t 30.2m/s 10s6m故 a 错；b 因为=w有100% =fs物fs物100%=fw总fs绳100%=100%=80%f 3s物3f所以物体与地面间的滑动摩擦力f3f80%320n80%48n故 b 正确；c拉力做的功为w 总 fs 绳 20n6m120j拉力做功的功率w总120jp12wt10s故 c 错误；d有用功w 有 fs 物 fv 物 t 48n0.2m/s 10s 96j

16、故 d 错。故选 b。12 如图所示，水平拉力f1（ 6n）将物体（ g=9n）沿直线匀速拉动s1 的距离，做功w1，借助滑轮组， f2使物体在同一水平面上匀速直线运动同样的距离12所拉绳端的上升距s，f离为 s2 ，做功为 w2，则（）a w2 一定小于w1b s2 一定小于s1c f2 一定大于 g/3d f2 一定大于f1/3【答案】 d【解析】【分析】【详解】水平拉力f1 将物体沿直线匀速拉动做功：w1f1 s1 ；借助滑轮组，使物体在同一水平地面上匀速直线运动同样的距离，拉绳端的上升距离为s2，做功：w2 f2 s2 ；a做功 w2w1w动 ，故 a 错误；b有 3 股绳子承担 s2

17、3s1 ，故 b 错误；cd f21g轮f1，故 c 错误， d 正确。3故选 d。13 用一动滑轮将重物匀速提升2 m，人对绳子的自由端所用力是40 n，不计滑轮重和摩擦，则物重和提升重物所做的功分别是a80n，80jb 80n， 160jc 40n， 160jd 40n， 80j【答案】 b【解析】【分析】【详解】动滑轮省一半力，多费一倍的距离，所以物体的重为：g2f2 40n80n ；由h 2m 得 s 2h 2 2m4m ，提升重物所做的功：wfs40n4m 160j 故选 b14 如图，某同学旅游时，发现一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械。当地人借助这种装置可以将较重的物体很轻便地搬运

18、到二楼上面。他借助该装置提升100n 的重物（不计摩擦和装置的自重）。下列说法正确的是（）a可以把a、 b 简化看成动滑轮b人将绳拉过1m 时，物体也上升1mc物体匀速上升时，人对绳的拉力为20nd利用该装置不能省力，但能改变力的方向【答案】 c【解析】【分析】【详解】a由图知道，提升物体时，a 的轴固定不动，即属于定滑轮；而b 和物体一起移动，属于动滑轮，故a 错误；b由图知道，a、 b 组成的是滑轮组，且n=5，所以，拉力端移动距离s=5h当人将绳拉过1m时，物体上升的高度h=0.2m ，故b 错误；c不计摩擦和装置的自重，人对绳的拉力f11 g51100n520n故 c 正确；d由以上分

19、析及图示知道，利用该装置既能省力，又能改变力的方向，故故选 c。d 错误。15 如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体是重为 o，已知长度 oa ob=1 2，滑轮下面挂有建筑材料700n，杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计。当工人用5000n 的配重，杠杆ab 的支点p，每个滑轮重100n，工人体重为300n 的力竖直向下以1m/s 的速度匀速拉动绳子时（）a建筑材料p 上升的速度为3m/sb物体m 对地面的压力为5000nc工人对地面的压力为400nd建筑材料p 的重力为600n【答案】c【解析】【分析】【详解】a物重由2 段绳子承担，建筑材料p 上升的速度v= 1 v 绳= 1 1m/s

20、=0.5m/s22故 a 错误；b定滑轮受向下的重力、 3 段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力，由力的平衡条件可得f a =3f+g 定 =3 300n+100n=1000n杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等，即fa= f a=1000n根据杠杆的平衡条件faoa=fb ob，且oa:ob=1:2，所以fb=faoa=1000noa=500n因为物体间力的作用是相互的，所以杠杆对物体m 的拉力等于物体m 对杠杆的拉力，即f b =fb=500n物体m 受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，则物体m 受到的支持力为fm 支持 =gm - f b

21、=5000n-500n=4500n因为物体间力的作用是相互的，所以物体m 对地面的压力fm 压 =fm 支持 =4500n故 b 错误；c当工人用300n 的力竖直向下拉绳子时，因力的作用是相互的，则绳子对工人会施加竖直向上的拉力，其大小也为300n，此时人受竖直向下的重力g、竖直向上的拉力f、竖直向上的支持力f 支 ，由力的平衡条件可得f+f 支=g，则f 支 =g-f=700n-300n=400n因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，所以工人对地面的压力f 压=f 支 =400n故 c 正确；d由图可知 n=2，且滑轮组摩擦均不计，由1p 重f= (g+g 动 )

22、可得，建筑材料2g=2f- g 动=2300n-100n=500n故 d 错误。故选 c。16 利用质量相等的滑轮，组装成如图所示的两种方式，将同一重物提升相等高度。若绳重和摩擦不计，下列分析中正确是()a甲图中绳自由端移动距离较小b乙图中绳自由端作用力较小c两种方式所做的额外功相等d增大提升高度，机械效率都会变大【答案】 c【解析】【详解】a 若物体升高高度为 h，则拉力移动的距离为s甲2h ， s乙2h ，则 s甲s乙 。故 a 错误；b甲中： 2f甲 =g动 +g ，乙中： 2f乙 =g动g ，所以 f甲 =f乙 。故 b 错误；c甲中： w甲额 =g动 h ，乙中： w乙额 =g动 h

23、 ，所以 w甲额 =w乙额 。故 c 正确；d机械效率公式：= w有 = ghghg ，w总fsfnh nf所以机械效率跟物体升高的高度无关。故d错误。17 如图，小华用滑轮组匀速提升一个重为900n的物体，人拉绳的力f 为350n，不计绳2100n 的物体，绳未断裂，人的拉力为（a650nb 700nc 750nd 800n【答案】 c【解析】【分析】【详解】由图可知，通过动滑轮绳子的段数：n=3，不计绳重和摩擦，绳子自由端拉力：f1= 1 （ g+g 动），3由此可得动滑轮重：g 动 =3f1-g=3 350n-900n=150n，当提起 2100n 物体时，人的拉力：f2= 1 （ g1+g 动 ）= 1 （ 2100n+150n） =750n33故选 c18 如图所示，不计绳子的质量和一切摩擦作用，整个系统处于静止平衡状态。重物g1=100n，每一个滑轮重力均为20n，则下列说法正确的是（）a b 处绳子的拉力为50nb g2=280nc e 处绳子的拉力为140nd g2=200n【答案】 c【解析】【分析】【详解】a由图知，